Про рентгенівське випромінювання
Восени 1895 року, вивчаючи, як проходить струм у катодній трубці, німецький фізик Вільгельм Рентген зіткнувся з тим, що паперовий екран, що лежав неподалік і вкритий шаром платіноціаністого барію (неорганічна сіль двовалентної платини), починав світитися. Висновок був лише один – на нього впливає невидиме випромінювання.
Якщо випромінювання проходить крізь повітря, то можливо для нього не будуть перешкодою та інші об'єкти? Цікаво, що Рентген вирішив перевірити, що буде якщо ікс-промені (тоді їхня природа поки що була таємничою) пройдуть через м'які тканини і у якості експерименту перевірив, як виглядатиме рука його дружини. На фотографічній платівці були чітко видно кістки та плоть. Зараз рентген міцно увійшов до медичної практики (від знімків переломів, грудної клітки до зубів), а тоді це було справді революційне відкриття, яке тягло на Нобелівську премію.
Рентгенівські промені
Отримувати інформацію, не розтинаючи людські органи скальпелем хірурга – це, безумовно, було грандіозно.
І справа не лише у медицині. Рентгенівські промені можуть служити справжніми "помічниками", наприклад на кордоні та контрольно-пропускних пунктах, щоб виявляти предмети, заборонені до перевезення.
Захоплений відкриттям, Рентген вже за півтора місяці, наприкінці зими 1895 року опублікував наукову статтю, де виклав результати своїх експериментів.
Примітно, що стаття була надрукована в журналі фізико-медичної спільноти, тому що, крім практичного застосування, радіація при перевищенні допустимої дози може нести серйозну загрозу здоров'ю. Медицина і фізика, якщо говорити стосовно рентгенівської радіації, йдуть завжди поруч.
Під перевищенням дози потрібно розуміти як велику одноразову дію, так і часту дію, що повторюється, але з малими дозами.
Радіація важлива не тільки при застосуванні на землі. Астрофізики отримують інформацію про пульсари або нейтронні зірки, уловлюючи за допомогою спеціальних телескопів та аналізуючи рентгенівське випромінювання, що йде через простори Всесвіту.
Небезпечне чи корисне рентгенівське опромінювання
Коли ми розповідали про досліди Рентгена, він не міг без допоміжних пристроїв (екрана), виявити існування випромінювання. Наші органи почуттів не здатні побачити, сприймати чи відчути будь-яким іншим чином промені.
Причина в тому, що рентгенівські промені є потужним електромагнітним короткохвильовим випромінюванням, що розташувалося на ділянці спектру між ультрафіолетовим і гамма випромінюванням, у дуже широкому діапазоні 10-3-102нм.
При дії на об'єкти вводиться ще один термін – іонізуюче випромінювання. Сенс у тому, що промені, стикаючись з атомами, вибивають із них електрони. Утворюються іони – заряджені атоми (звідси і виникає іонізація).
Відповідно, якщо випромінювання впливає на організм, клітини можуть пошкодитися, несучи як шкоду здоров'ю індивіда тут і зараз, і до руйнації ДНК, адже це викликає мутації, що вплине на наступні покоління.
З іншого боку, радіація використовується при лікуванні онкологічних захворювань, знищуючи ракові клітини при спрямованому випромінюванні.
Важливо знайти баланс – щоб не зашкодити. Тому при використанні рентгенівського випромінювання лікарі суворо стежать, щоб не перевищити допустиму дозу. Необхідний дозиметричний контроль на спеціалізованому обладанні. Як позитивний аспект слід зазначити, що клітини нашого організму здатні відновлюватися після нетривалого впливу випромінювання.
А без "просвічування" не обійтися, якщо потрібні знімки внутрішніх органів з метою встановлення правильного діагнозу. Є навіть спеціальні вузькоспеціалізовані лікарі – рентгенологи.
Випромінювання виявляє переломи, допомагає зрозуміти, чи правильно зростаються кістки, перевіряти ефективність проведених операцій.
А як виявити, якщо дитина проковтнула частину своєї іграшки чи кулю та уламки, що застрягли в тілі дорослого?
Тому переваги використання радіації в медичній практиці часто переважують ризики.
Як оцінити небезпеку дози ?
Опромінення X-променями зазвичай вимірюється в мілізівертах (мЗв). При проведенні рентгену грудної клітки пацієнт піддається впливу випромінювання радіації в середньому 0,1 мЗв. А під час маммограми жінки отримують дещо більшу дозу 0,4-0,7 мЗв. Але з огляду на те, що рентгенівське обстеження проводиться не часто: 1 раз на рік або рідше, то організм встигає відновитися.
І ще одна цифра: у середньому людина отримує дозу опромінення (від природних та штучних джерел радіації) у межах до 3-х мЗв на рік.
В окремих випадках лікарі можуть проводити комп'ютерну томографію, щоб отримати тривимірне зображення людського тіла. Ці зображення формуються з використанням рентгенівських променів більшої тривалості, що збільшують променеве навантаження на пацієнта.
При встановленні рентгенівських апаратів, необхідно суворо дотримуватись вимог радіаційної безпеки.
А як із дітьми ?
Відповідно, якщо короткочасний вплив випромінювання на організми дорослих не дає приводу для занепокоєння, оскільки зрілі клітини організму здатні досить швидко відновлюватися, то кісткові та м'які тканини дітей схильні до великих ризиків. Це пов'язано з тим, що дитячі клітини діляться швидше, і тому більша ймовірність для мутації та пошкоджень ДНК у процесі реплікації (утворення дочірніх молекул при діленні).
Також перед впливом випромінювання вагітні жінки повинні повідомити лікарів про свій стан, щоб не пошкодити плід.
Загалом для дітей застосування рентгенівського обстеження є винятком із правил. Тільки коли серйозні проблеми зі здоров'ям та життям переважують шкідливий вплив радіації.
Під контролем
Як бачимо, пліч-о-пліч із отриманням корисної інформації чи лікуванням з допомогою рентгенівського випромінювання йдуть ризики опромінитися. Найяскравіші приклади смертоносного впливу, навіть через десятиліття, спостерігалися під час скидання атомних бомб Японію у серпні 1945 року. Бомби, до речі, були різні. Перша – на основі урану, друга – з "начинкою" із плутонію-239.
- При дотриманні всіх процедур експлуатації рентгенівських апаратів, вони безпечні.
- Умовно звичайно – будь-який, навіть мінімальний вплив, не додає здоров'я. Але як ми неодноразово відзначали – тут важливо знайти баланс між шкодою та користю.
- Насамперед рентгенологи повинні суворо дотримуватись рекомендацій і точно знати, яка доза впливає на шкіру та внутрішні органи.
Буває, що деякі найбільш прискіпливі громадяни та їх можна зрозуміти, носять із собою кишеньковий пристрій, щоб перевірити чи не "фонить" обладнання радіацією.
Але рідко хтось запитує у лікарів, які проводять рентгенологічне обстеження, сертифікати. І тим більше немає можливості проконтролювати - чи давно перевірявся на безпеку старий застарілий апарат, можливо, випущений ще за часів СРСР.
Але принаймні ніхто не забороняє поцікавитися: "для яких цілей потрібен знімок, чи це небезпечно" і обов'язково повідомити, коли ви востаннє обстежилися на рентгенівському апараті.
X-промені в аеропортах
Щоб запобігти терактам, захопленням літаків, виявити та вилучити зброю та інші заборонені предмети, в аеропортах можуть проводитись перевірки за допомогою рентгенівських сканерів, оскільки металодетектори не завжди можуть зреагувати наприклад на сучасні типи вибухівки.
І тут потрібний баланс – щоб політ завершився нормально і добропорядні пасажири були у безпеці, майже кожному з них потрібно буде пройти процедуру сканування. Це нешкідливо, оскільки скануючий імпульс триває дуже короткий час.
З іншого боку, ті, хто літає дуже часто, отримують велику сумарну дозу.
З космосу
Рентгенівське випромінювання, що надходить, несе цінну інформацію про таємниці світобудови. Промені випромінюють планети, зірки, комети та чорні дірки.
Щоб унеможливити вплив атмосфери Землі, на орбіту чи ще далі - у точки Лагранжа (де врівноважуються гравітаційні сили Землі та Сонця), запускаються так звані рентгенівські телескопи, роблячи знімки в короткохвильовому спектрі. Хоча перші радіотелескопи монтувалися на ракеті, тому дослідження проводилися протягом декількох хвилин, поки ракета рухалася.
Отже, тепер вивчення рентгенівського випромінювання в космосі це по суті високотехнологічне продовження дослідів Рентгена. Величезний крок уперед, що розпочався з випадкового відкриття.